Как найти площадь парусности судна

РАСЧЁТ РАЗМЕРОВ РАНГОУТА И ПАРУСОВ

Источник: Морской моделизм. Пособие для морских моделистов. Издательство ДОСААФ. Москва, 1955

Современная классификация парусных судов

Современные парусные суда разделяются на три основные группы: суда с прямым вооружением; суда с косым вооружением, суда со смешанным вооружением.

Суда с прямым вооружением разделяются на три основных класса (рис. 1): корабль – судно, имеющее от 3 до 5 мачт с прямыми парусами на всех мачтах; барк – судно, имеющее от 3 до 5 мачт, из которых последняя мачта имеет косые паруса; бриг – двухмачтовое судно с прямыми парусами.

Суда с прямым вооружением имеют существенное неудобство: для постановки и уборки парусов, а также для управления ими во время лавировки требуется большое количество людей. Кроме того их лавировочные качества низки. Поэтому в настоящее время они используются главным образом для учебных целей, когда в качестве команды используются слушатели морских и мореходных училищ при практических плаваниях. Суда с косыми парусами имеют несколько типов вооружения, из которых самым распространенным является шхуна. Шхуны, в зависимости от типа парусов, разделяются на гафельные, марсельные и бермудские шхуны (рис. 2).

Марсельная шхуна, кроме косых парусов, имеет на первой, а иногда и на второй мачте прямые паруса. Шхуна с бермудским вооружением в качестве основных имеет паруса треугольной формы.

К судам с косым вооружением относятся шхуны, которые могут иметь от двух до семи мачт и своеобразные небольшие одномачтовые суда – тендер и шлюп, двухмачтовые – кеч и йол (рис. 3).

Тендером называется одномачтовое судно, имеющее, кроме основного косого паруса, три передних паруса. Шлюп, в отличие от тендера, имеет один или два передних паруса.

Кеч и иол имеют одинаковое парусное вооружение; первая высокая мачта несет такое же вооружение, как несет тендер или шлюп. Вторая мачта значительно меньше первой и несет один небольшой трисель. Разница между ними заключается в том, что вторая мачта на судах типа кеч ставится впереди головки руля, а на судах типа иол – позади головки руля.

Рис. 4. Суда со смешанным вооружением.

Суда с косыми парусами значительно проще в управлении и меньше по размеру, чем суда с прямыми парусами. Они лучше ходят на острых курсах (при боковых ветрах) и хорошо ведут себя при лавировке. Эти два качества способствовали широкому их использованию в каботажном судоходстве. Кроме этого, суда с косыми парусами повсеместно используются в парусном спортивном судостроении.

Однако косые паруса имеют и недостаток. Он заключается в том, что постановка косых парусов перпендикулярно диаметральной плоскости неудобна при попутных ветрах. Суда становятся рыскливыми и беспокойными. Этот недостаток устраняется постановкой на судах смешанного парусного вооружения (рис. 4).

Рис. 5. Модель баркентины «Москва».

К судам со смешанным вооружением относятся такие, у которых имеются прямые и косые паруса. Такими судами являются бригантины и баркентины (рис. 4).

Бригантина-это двухмачтовое судно, у которого первая мачта несет прямые паруса, а вторая – косые.

Баркентина – это трех- и более мачтовое судно, несущее на первой мачте прямые паруса, а на остальных – косые. Оба эти класса судов используются как в каботажных плаваниях, так и при рейсах на большие расстояния, так как являются экономичными в эксплуатации и удобными в управлении (рис. 5).

Краткое описание изготовления чертежей общего вида, рангоута и парусов моделей парусных судов.

На чертеже общего вида модели парусного судна показывается расположение мачт, парусов, такелажа, надстроек, рубок и всех деталей судовых устройств, размещаемых на палубе модели.

На таком чертеже сперва надо вычертить мачты, паруса и такелаж, а после этого показать надстройки и детали устройства. Для того чтобы правильно расположить мачты, паруса и такелаж, надо предварительно сделать эскизный чертеж расположения рангоута и такелажа. В качестве исходного материала для такого схематического чертежа, который может быть выполнен в натуральную величину или в масштабе, необходимо иметь фотоснимок, хороший рисунок или чертеж судна-прототипа. Произвольно назначать число мачт, их размеры, расположение рангоута и парусов на модели недопустимо.

После того, как эскизный чертеж сделан, проектирование следует вести в следующем порядке:

1. определить (уточнить) размеры рангоутных деревьев;
2. определить площадь парусности (общую сумму площадей всех парусов);
3. определить центр бокового сопротивления судна;
4. определить центр парусности судна;
5. определить (уточнить) места установки мачты в соответствии с определенными местами центра бокового сопротивления и центра парусности.

На кораблях и судах с прямым вооружением мачты делаются из нескольких частей, продолжающих друг друга в высоту; нижняя часть мачты называется колонной, затем идут стеньга, брам-стеньга, бом-брам-стеньга и иногда трюм-стеньга. На крупных судах с косым вооружением мачта имеет лишь одно продолжение – стеньгу, а на мелких транспортных, рыбачьих и спортивных судах, как правило, ставятся мачты-однодеревки, т.е. не имеющие продолжения в высоту. На многих современных яхтах делаются пустотелые мачты, имеющие в поперечном разрезе обтекаемую форму.

У одномачтового парусника мачта называется просто мачтой или грот-мачтой, а у двухмачтового передняя мачта называется фок-мачтой, а задняя, кормовая – грот-мачтой (за исключением судов с вооружением кеча и иола, у которых носовая мачта называется грот-мачтой, а кормовая – бизань-мачтой). У трехмачтовых судов носовая мачта называется фок-мачтой, средняя – грот-мачтой и кормовая – бизань-мачтой. У многомачтовых судов носовая мачта называется фок-мачтой, затем идет грот-мачта, вторая грот-мачта, третья грот-мачта и т.д., а последняя (кормовая) называется бизань-мачтой. Каждая деталь рангоута (так же как и каждая снасть такелажа и каждый парус) имеет свое название в зависимости от месторасположения. Трудные на первый взгляд названия деталей рангоута легко запоминаются, если внимательно разобраться в системе их расположения, что лучше всего сделать по (рис. 6).

Определение размеров рангоута модели парусного судна

Размеры рангоута в зависимости от типа вооружения могут иметь значительные колебания. Ниже приведены некоторые данные, которые следует принять как ориентировочные.

В табл. 1 даны ориентировочные соотношения высоты мачты от палубы до клотика мачты, или клотика верхней стеньги, если мачта составная (относительно длины корпуса).

Длину колонны грот-мачты трехмачтового корабля от палубы вместе с топом составляет 0,4 – 0,43; длина грот-стеньги – 0,3 – 0,33; а длина грот-брам-стеньги, сделанной в одно дерево с бом-брам-стеньгой, составляет 0,3-0,35 длины грот-мачты от палубы до клотика бом-брам-стеньги.

Длина топов колонн грот- и фок-мачты равняется 0,33 длины их стеньг без топов, а длина топа бизань-мачты – 0,29 своей стеньги без топа.

Высота фок- и бизань-мачт вместе с их топами у модели трехмачтового корабля с прямым вооружением определяется по высоте грот-мачты: линия, проведенная параллельно ватерлинии от вершины топа фок-мачты, должна пересечь топ грот-мачты на высоте его 0,66, а такая же линия, проведенная от вершины топа бизань-мачты, должна пересечь топ фок-мачты по его середине (рис. 7).

На моделях двухмачтовых судов с прямым вооружением верхняя кромка топа фок-мачты должна приходиться на уровне середины топа грот-мачты.

Длина фор-стеньги равняется 0,88, а крюйс-стеньги – 0,75 длины грот-стеньги. Длина топов стеньг равна 0,11 полной длины стеньги.

Длина брам-стеньг, сделанных в одно дерево с бом-брам-стеньгой, составляется из длины брам-стеньги, равной 0,5 своей стеньги, и бом-брам-стеньги, равной 0,72 своей брам-стеньги, и топа бом- брам-стеньги (или ее флагштока), равного 0,72 своей бом-брам-стеньги.

Рис. 6. Рангоут парусного корабля.

1 – бом-утлегарь; 2 – утлегарь; 3 – мартин-гик; 4 – бушприт; 4а – бушпритный эзельгофт; 5 – фок-мачта; 5а – фор-трисель-мачта; 5б – чиксы фок-мачты; 5в – фор-марс; 5г – топ мачты; 5д – мачтовый эзельгофт; 6 – фор-стеньга; 6а – фор-салинг; 6б – топ фор-стеньги; 6в – фор-стень-эзельгофт; 7 – фор-брам-стеньга в одно дерево с 8 – фор-бом-брам-стеньгой; 9 – клотик; 10 – грот-мачта; 10а – грот-трисель-мачта; 10б – чиксы грот-мачты; 10в – грота-марс; 10г – топ грот-мачты; 10д – мачтовый эзельгофт; 11 – грот-стеньга; 11а – грота-салинг; 11б – топ грот-стеньги; 12 – грот-брам-стеньга, сделанная в одно дерево с 13 – грот-бом-брам-стеньгой; 14 – бизань-мачта; 14а – бизань-трисель-мачта; 14б – чиксы бизань мачты; 14в – крюйс-марс; 14г – топ бизань-мачты; 14д – мачтовый эзельгофт; 15 – крюйс-стеньга; 15а – крюйс-салинг; 15б – топ крюйс-стеньги; 15в – крюйс-брам-эзельгофт; 16 – крюйс-брам-стеньга в одно дерево с 17 – крюйс-бом-брам-стеньгой; 18 – фока-рей; 19 – лисель-спирты; 20 – фор-марса-рей; 21 – фор-брам-рей; 22 – грот-брам-рей; 23 – фор-гафель; 24 – грота-рей; 25 – марса-рей; 26 – грот-брам-рей; 27 – грот-бом-брам-рей; 28 – грота-гафель; 29 – бегин-рей; 30 – крюйс-марса- (или крюйсель-) рей; 31 – крюйс-брам-рей; 32 – крюйс-бом-брам-рей; 33 – бизань-гик; 34 – бизань-гафель.

Таблица 1.

Определение высоты грот-мачты от палубы до клотика верхней стеньги или до клотика мачты, если она несоставная.

Длина грота-реи равняется двойной ширине корабля в его самом широком месте плюс 0,1 ширины. Длина грот-марса-рея составляет 0,72 грота-рея, а длина грот-брам-рея – 0,64 грот-марса-рея. Фока-рей равен 0,88 грот-рея, фор-марса-рей равен 0,88 грота-марса-рея, а брам-рей равен 0,88 грот-брам-рея. Бегин-рей равен грот-марса-рею, крюйсель-рей (крюйс-марса-рей) равен грот-брам-рею. Все бом-брам-реи равны 0,66 своих брам-реев. Длина обоих ноков нижнего рея равна 0,1, марса-рея – 0,22, брам- и бом-брам-реев – 0,11 всей длины своего рея. Наибольший диаметр всех реев – на их середине. В обе стороны (от середины) реи делятся на четыре равные части – на первой части от середины диаметр рея составляет 0,97, на второй – 0,88. на третьей – 0,7 и в конце – 0,43 наибольшего диаметра рея.

Таблица 2.

Диаметры основных рангоутных дерев моделей судов с прямым вооружением.

На моделях судов с косым вооружением грот-мачта может быть одинаковой высоты с фок-мачтой и в той же пропорции, что и у трехмачтового корабля.

Рис. 7. Определение высоты фок и бизань-мачт.

Высота стеньг сухих мачт, т.е. мачт, не имеющих реев, составляет от 0,5 до 0,8 высоты мачты от палубы до топа.

Длина бушприта от недгедсов (двух вертикальных брусьев, между которыми проходит бушприт через фальшборт) до бушпритного эзельгофта равняется 0,7-0,8 длины грот-мачты от палубы до топа, а одинаковая длина утлегаря и бом-утлегаря – 0,99-1,1 длины бушприта, причем часть утлегаря от пятки до наружной кромки бушпритного эзельгофта и часть бом-утлегаря от нока утлегаря до своего нока составляют 0,35 их длин.

Длина мартин-гика по отношению к обшей длине бушприта от недгедсов до нока бом-утлегаря составляет 0,20, а блинда-гафелей – от 0,20 до 0,14. Их наибольший диаметр у пяток составляет от 0,42 до 0,36 от полной длины; диаметр у нока – около 0,66 наибольшего диаметра.

Длина гика и гафелей бывает очень разнообразна и колеблется: для бизань-гика от 0,76 до 0,88 полной длины бегин-рея, для фок- и грота-гафелей – от 0,32 до 0,38 полной длины грота-рея и для бизань-гафеля – от 0,48 до 0,64 полной длины бегин-рея.

Длина марсовой площадки равняется 0,35-0,37 длины ее стеньги без топа, а ширина 0,20-0,23 той же длины.

Длина краспиц салинга равняется 0,22-0,26 длины его брам-стеньги, сделанной в одно дерево с бом-брам-стеньгой.

Диаметр рангоутных дерев зависит от их длины. Для прямого вооружения диаметры основных рангоутных дерев даны в табл. 2. Диаметры основных рангоутных дерев косого вооружения приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Диаметры основных рангоутных дерев моделей судов с косым вооружением.

Определение площади парусов.

После того, как размеры рангоута определены, надо на схематическом чертеже рангоута, исправленном согласно найденным размерам, показать все паруса, пользуясь тем же иллюстративным материалом, что и при вычерчивании рангоута. Вычерчивая этот чертеж, надо строго соблюдать масштаб. После того, как все паруса вычерчены, надо произвести следующие вычисления:

1. Вычислить требующуюся для данного судна суммарную площадь всех парусов; эта площадь носит название площади парусности.
2. Вычислить в отдельности площадь каждого показанного на чертеже паруса и положение ее центра тяжести.
3. Вычислить суммарную площадь всех парусов, показанных на чертеже, и сравнить с требующейся суммарной площадью. В случае необходимости надо соответствующим образом изменить размеры парусов, показанных на эскизном чертеже.
4. Площадь парусности для моделей парусных судов достаточно точно (кроме как для гоночных моделей яхт) можно определить, пользуясь формулой:

   S = L • B • K,

   где L – наибольшая длина модели, дм;
   
   В – наибольшая ширина модели, дм;
   
   К – коэффициент, значения которого для различных типов судов приведены в табл. 4;
   
   S – общая площадь всех парусов модели в квадратных дециметрах.

5. Для вычисления площади каждого паруса ее следует разбить на простые геометрические фигуры: прямоугольники, треугольники и трапеции.
6. Центр площади треугольных парусов находится в точке пересечения двух прямых, проведенных из вершин двух углов на середины противолежащих сторон (рис. 8).
7. Центр площади гафельного паруса определяется несколько сложнее: из середины верхней и нижней шкаторин (кромок) проводятся по две прямые линии к противолежащим углам. Затем на одной трети их длины, отмеренной от шкаторины, ставятся точки, которые соединяются между собой двумя прямыми. Точка пересечения последних и есть центр паруса (рис. 9).

Таблица 4.

Таблица значений коэффициента парусности для судов различного назначения.

Рис. 10. Определение центра площади прямого паруса.

Центр площади прямых парусов определяется так же, как и гафельных, но так как прямой парус всегда симметричен в отношении центральной вертикальной линии, то вполне достаточно провести по одной линии из центра верхней и нижней шкаторин к одному из противолежащих углов (рис. 10).

Суммарная площадь всех парусов вычисляется как сумма всех ранее вычисленных площадей парусов. Это удобно сделать в форме таблицы. Вычисленную сумму надо сравнить с требующейся площадью парусов.

Определение положения мачт по длине модели.

Положение мачт по длине судна определяется требованием, чтобы центр площади парусности, был расположен в нос от центра подводной площади нулевого батокса (центра бокового сопротивления) в расстоянии от 0,07L до 0,13L (где L – расчетная длина корпуса). Для определения требующегося положения мачт и треугольных парусов можно поступить следующим образом:

1. Определить положение центра подводной части площади нулевого батокса (центра бокового сопротивления).
2. Определить положение центра парусности по длине судна (рис. 11).
3. Изменить соответствующим образом положение мачт в случае расхождения положений обоих центров.

Рис. 11. Определение центра парусности шхуны по длине.

Опишем, как производятся эти операции.

1. Для определения положения центра подводной части нулевого батокса, чаще называемого центром бокового сопротивления, из картона вырезается очертание подводной части нулевого батокса вместе с рулем, вычерченного в натуральную величину или в масштабе, и дважды подвешиваются на тонкой нити. Точка пересечения линий подвеса явится центром бокового сопротивления. Найденную точку надо нанести на схематический чертеж общего вида модели.
2. Для определения места вертикали, на которой расположен центр парусности модели, на схематическом чертеже общего вида (рис. 11) впереди носа или кормы восстанавливается перпендикуляр к конструктивной ватерлинии, а от центра площади каждого паруса проводится прямая пунктирная линия, направленная вертикально вниз. На каждом парусе пишется величина площади паруса, после чего заполняются первый и второй столбец табл. 5. Затем, измерив расстояние от центра площади каждого паруса до перпендикуляра (называемое плечом момента), заполняют третий столбец табл. 5.

Таблица 5.

Пример определения положения центра парусности по длине модели.

Вычислив суммарный момент М (табл. 5 четвертый столбец) и разделив его величину на площадь парусности S, получим расстояние А центра парусности до перпендикуляра:

A = M ⁄ S.

Отложив от перпендикуляра расстояние А, проводим вертикаль, на которой находится центр парусности. Если он не лежит в пределах 0,07L-0,13L от ЦБС в нос, то, измерив расстояние от вычисленного положения центра парусности до требующегося, смещают (в нос или корму) на эту величину все мачты и паруса. Можно сделать так: перевести на кальку мачты, паруса и вычисленное положение центра парусности и наложить кальку на схематический чертеж так, чтобы центр парусности находился на расстоянии от 0,07L до 0,13L от ЦБС в нос.

Детали рангоута и крепления парусов.

Ниже приведены некоторые данные об устройстве деталей – рангоута моделей парусных судов.

На топ мачты-однодеревки или верхней стеньги насаживается клотик (рис. 12). Непосредственно под квадратным топом мачт и стеньг крепятся чиксы (рис. 13).

Мачта и стеньга соединяются между собой при помощи марса и эзельгофта, а стеньга с брам-стеньгой, брам-стеньга с бом-брам-стеньгой и т.д. – при помощи салинга и эзельгофта (рис. 11, рис. 14, рис. 15, рис. 16). На многих современных парусниках с металлическим рангоутом мачты и стеньги делаются «в одно дерево», т. е. цельными, не составными по высоте. Так же «в одно дерево» делались часто брам- и бом-брам-стеньги многих исторических кораблей. Соединения стеньги с брам-стеньгой показано на рис. 17.

Рис. 14 Два вида марсовых площадок. Между ними – лонгосалинг, внизу – вид марсовой площадки сзади.

Рис. 17. Соединение стеньги с брам-стеньгой.

Бушприт с обоими продолжениями (утлегарем и бом-утлегарем) ставился только на крупных судах, преимущественно с прямым вооружением, главным образом на военных трехмачтовых парусниках и некоторых купеческих кораблях (рис. 18). Бушприт без продолжений ставился только на малых одномачтовых судах.

Бушприты с утлегарем и бом-утлегарем или только с утлегарем, а также и бушприты без продолжений имеют мартин-гик, а иногда и блинда-гафели (рис. 20). Для проводки и крепления снастей стоячего и бегучего такелажа по бокам бушприта укрепляются бисы (рис. 21).

На рис. 22, рис. 23, рис. 24, рис. 25 показаны: нижний рей, марса-рей, брам-рей и бомб-рам-рей. Реи на этих рисунках показаны вооруженными, а нижний рей и марса-рей – вооруженными и поднятыми до места. На современных парусниках нижние марса-реи и часто брам-реи делаются стальными.

Громадное большинство современных парусников делается только с бушпритом, склепанным из стальных листов; современные спортивные суда – килевые яхты и швертботы – в громадном большинстве не имеют бушприта.

Рис. 18. Бушприт с утлегарем и бом-утлегарем и их такелаж:

1 – ватер-штаги; 2- ватер-бакштаги; 3 – утлегарь-штаг; 4 – утлегарь-бакштаги; 5 – бом-утлегарь-штаг; 6 – мартин-бакштаги; 7 – бом-утлегарь-бакштаги; 8 – верхний блинда-бакштаг; 9 – нижний блинда-бакштаг; 10 и 11 – перты утлегаря и бом-утлегаря; 12 – лоп-штаги; 13 – фор-бом-брам-штаг; 14 – фор-брам-штаг; 15 – фор-стень-штаг; 16 – фор-лось-стень-штаг; 17 – фока-штаги; 18 – бом-кливер-леер; 19 – кливер-леер. Наверху справа-тросовый талреп между металлическими юферсами.

Соединение бушприта с утлегарем современных транспортных судов показано на рис. 19.

Рис. 19. Соединение бушприта с утлегарем современного транспортного парусника.

Рис. 26 Гик с усами.

Вооружая реи, удобно принять следующий порядок: прежде всего по верхней стороне рея забиваются обушки, сделанные из сталистой проволоки, как показано на рис. 24. Затем крепятся подпертки: на конце лески при помощи марки делается маленькое очко, а противоположный ее конец два с половиной раза оборачивается вокруг рея и прибивается к ней гвоздем. Прибивая, надо следить, чтобы длина всех подпертков была одинаковой. Леска для пертов пропускается в очко на подпертках, а огонами надевается на ноки реев. После этого сквозь обушки протягивается леска леера и крепится огонами на ноках. Вооружение заканчивается креплением блоков для гарделей (или марса-дрейрепа), затем брас-блоков и топенант-блоков.

К пятке гафеля и гика прикрепляются усы – деревянное или металлическое, на настоящих судах обшитое кожей приспособление, охватывающее мачту (рис. 26). На гиках яхт усов обыкновенно не делают, заменяя их так называемым патент-рифом – механическим приспособлением, подвижно скрепляющим гик с бугелем, надетым на мачту.

Паруса крепятся к своим рангоутным деревьям по-разному:

У прямых парусов к их верхней шкаторине пришиваются короткие нитки – сезни, которыми они привязываются к лееру на рее (рис. 27), а у гафельных парусов верхняя, передняя и нижняя шкаторины привязываются различно, как видно на рис. 28, рис. 29, рис. 30, рис. 31, рис. 32, рис. 33.

Рис. 33 Крепление нижней шкаторины гафельного паруса на парусных линейных кораблях и тендерах.

В начало страницы

Обратно в раздел “Общие хитрости”

Онлайн-калькулятор

для расчёта диаметров такелажа

---

Онлайн-калькулятор

для расчёта размеров рангоута

кораблей Российского флота

---

Напишите мне письмо…

---

Вступайте в нашу группу

---